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臺達(dá)變頻器的解決方案-跑步機(jī)控制系統(tǒng)

2017-05-12 14:49:40分類:行業(yè)資訊5858

  用跑步機(jī)比在戶外路面上跑最大的好處就是跑步機(jī)提供了避震效果,大量消除了每一步伐的反作用沖擊力,保護(hù)了你的膝蓋關(guān)節(jié),因此近年來倍受歡迎。跑步機(jī)的基本功能就是構(gòu)建一條運動的跑道(跑步帶),跑道的運動方向與運動者的跑動方向相反,但速度必須自動保持一致,這樣就使得運動者能夠在原地進(jìn)行跑步鍛煉了。如果說馬達(dá)是跑步機(jī)的心臟,那么機(jī)電系統(tǒng)的功能就是跑步機(jī)的心肺功能。完善的機(jī)電系統(tǒng),可以充分地發(fā)揮馬達(dá)的功率效能。跑步機(jī)所使用的機(jī)電系統(tǒng)也在與時俱進(jìn),由早期的SCR系統(tǒng)發(fā)展到目前的PWM系統(tǒng)?,F(xiàn)在市面上的跑步機(jī)大都使用PWM系統(tǒng),比起舊式的SCR系統(tǒng),現(xiàn)代跑步機(jī)的跑感更佳,跑起來更平暢自然,應(yīng)用臺達(dá)變頻器研制的跑步機(jī)。

 

  臺達(dá)跑步機(jī)

  2、臺達(dá)跑步機(jī)專用變頻器的特點

  變頻器是跑步機(jī)的核心,與市場上其它跑步機(jī)相比,臺達(dá)生產(chǎn)的跑步機(jī)專用變頻器針對性強(qiáng),完全符合跑步機(jī)的運行特性,該變頻器在以下幾個方面有其獨特的優(yōu)勢。

  1)提供較寬的載波頻率范圍

  由于使用環(huán)境以及使用對象的特殊性,跑步機(jī)的控制性能有區(qū)別于其它電機(jī)控制的特殊要求。跑步機(jī)一般的使用環(huán)境是在室內(nèi),對于靜音也有特別的要求。跑步機(jī)以馬達(dá)帶動驅(qū)動皮帶,再透過滾筒來運轉(zhuǎn)跑步帶,這一系列的機(jī)電及機(jī)械運作過程,會產(chǎn)生一定的聲響。如果使用變頻器來控制電機(jī),電機(jī)在運轉(zhuǎn)的過程中會發(fā)出一種高頻的嘯叫聲,這種嘯叫聲稱為電磁噪音。該種噪音容易使人產(chǎn)生焦躁的情緒,而且這種噪音一般很難被其它聲音掩蓋。消除噪音的方法是調(diào)整變頻器的載波頻率,通常能夠調(diào)整的最大值為15kHz。在其它的環(huán)境中,將載波頻率調(diào)整到最大(15kHz),就可能滿足使用者的要求,這時電機(jī)發(fā)出的噪音并不明顯?,F(xiàn)在各生產(chǎn)廠家對于機(jī)械部分都采取了一些防噪的措施,因此跑步機(jī)使用的環(huán)境背景噪音都比較小,這就使得原本在其它場合不是很明顯的電磁噪音特別的刺耳。針對這種特殊需求,臺達(dá)跑步機(jī)專用變頻器將載波頻率的可調(diào)整最大值上升到16kHZ,再一次降低了電機(jī)發(fā)出的噪音分貝,使得運動者能夠在更加良好的環(huán)境中鍛煉身體。

  2)控制方式為SPWM,提供無速度矢量控制方式

  該控制方式在不需要外部轉(zhuǎn)速反饋的情況下(對于外部接線沒有任何增加),可得到比較硬的機(jī)械特性。矢量控制方式的運用,使異步電動機(jī)的低頻工作特性達(dá)到了十分完美的地步,與直流電動機(jī)相比,已經(jīng)毫不遜色了。在低頻力矩方面,能夠提供5Hz時150%的額定輸出力矩。

  3)提供較低的瞬間低電壓準(zhǔn)位值

  因為跑步機(jī)使用的場所為一般住宅或運動中心,其使用的電源為一般市電。當(dāng)負(fù)載在無法預(yù)知使用者的設(shè)定速度以及使用者的體重情況下,設(shè)計者必須考慮該類變數(shù)的影響,該變數(shù)將有可能造成瞬間低電壓偵測動作。為防止Lv偵測動作,臺達(dá)跑步機(jī)專用變頻器增加了一個參數(shù):Lv準(zhǔn)位設(shè)定。根據(jù)客戶的實際使用情況設(shè)置這個參數(shù),能夠?qū)⒌碗妷簣缶碾妷褐底杂稍O(shè)定,讓由于突發(fā)性負(fù)載原因造成停機(jī)的可能性大幅降低。

  4)提供標(biāo)準(zhǔn)的485通信接口

  使用標(biāo)準(zhǔn)的485通訊接口,可使調(diào)試和使用過程變得動更加簡單方便,原本每一臺變頻器都需要手工設(shè)置參數(shù),現(xiàn)在只需要執(zhí)行下載參數(shù),該參數(shù)就會快捷地寫入到變頻器中,減輕了調(diào)試人員的重復(fù)勞動量;在配線方面也更加簡潔,485通訊只需要連接兩根信號線(SG+/SG-)。由于變頻器本身就是一個干擾源,485接口在抗干擾能力上比模擬量輸入強(qiáng)。

  5)在485通訊控制的方式下,外部端子能夠接受EF信號

  跑步機(jī)在正常運行的情況下是看不出這個功能的重要性的,但是一旦出現(xiàn)問題,例如最嚴(yán)重的就是當(dāng)控制器死機(jī)時,電機(jī)的運轉(zhuǎn)不受控制,這種情況很容易對鍛煉者造成身體的傷害。如果能夠提供一個功能,直接命令變頻器停止輸出(停止工作),讓電機(jī)自由停車,就會減小出現(xiàn)異常情況對人身造成傷害的可能性。一般情況下,都需要增加其它低壓電器來切斷電機(jī)的電源;而臺達(dá)變頻器卻能夠在不需要增加電器組件的情況下實現(xiàn)這個功能,減少跑步機(jī)的硬件成本以及維護(hù)工作量。

  3、調(diào)試與運行

  為了達(dá)到跑步機(jī)性能的最佳化,在使用可以從以下方面調(diào)整臺達(dá)跑步機(jī)專用變頻器參數(shù):選擇向量控制P105=01;輸入電機(jī)的基準(zhǔn)電壓,頻率,電流(P04,P05,P52);自動量測電機(jī)參數(shù);輸入電機(jī)的額定轉(zhuǎn)差;觀察運轉(zhuǎn)時空載和負(fù)載電流的大小和波動;如果出現(xiàn)噪音問題,可調(diào)整載波頻率;如果出現(xiàn)負(fù)載運轉(zhuǎn)過程中自動停機(jī)問題,可調(diào)整Lv準(zhǔn)位值。這些在臺達(dá)跑步機(jī)的隨機(jī)使用說明中都給出詳細(xì)的指導(dǎo)說明。

  上述對跑步機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用相關(guān)問題作了簡要討論,其中核心的問題是如何正確使用變頻器,使跑步機(jī)發(fā)揮最佳的性能,由于臺達(dá)跑步機(jī)充分考慮了各種運行特性,克服了市場上一般跑步機(jī)的缺陷,因而臺達(dá)跑步機(jī)更受客戶歡迎。

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